Thread Content
Три основных способа передачи тепла: теплопроводность, конвекция и излучение. Процесс передачи тепла от части тела с более высокой температурой к части с более низкой температурой, или к другому телу с более низкой температурой, находящемуся в контакте с ним, называется теплопроводностью. В процессе чистой теплопроводности между различными частями тела не происходит относительного перемещения. Конвекция – это процесс передачи тепла, при котором частицы жидкости смещаются относительно друг друга. Следовательно, конвекция может происходить только в жидкостях. В химической промышленности часто встречается ситуация, когда жидкость протекает по неподвижной поверхности; в этом случае тепло переходит от жидкости к твердой поверхности или наоборот. Этот процесс называется конвективной передачей тепла. Если для вызова конвекции используется механическая энергия (например, перемешивание жидкости или подача ее через трубопроводы с помощью насосов), то это называется принудительной конвективной передачей тепла. Если жидкость изначально находится в состоянии покоя, но из-за нагрева у нее возникают локальные изменения плотности, что приводит к конвекции и передаче тепла, то это называется естественной конвективной передачей тепла. В любом случае количество тепла, передаваемого за единицу времени, рассчитывается с использованием формулы Ньютона: при нагревании жидкости Q = XA(tw – t); при охлаждении жидкости Q = XA(T – tw). Здесь tw – температура поверхности, T и t – средние температуры горячей и холодной жидкостей соответственно, A – площадь поверхности для передачи тепла. Коэффициент X называется коэффициентом конвективной передачи тепла. Излучение — это явление передачи энергии с помощью электромагнитных волн. Предметы могут излучать энергию по разным причинам; процесс излучения, возникающий из-за тепла, называется тепловым излучением. Когда тело излучает тепло, энергия тепла преобразуется в излучательную энергию, которая выделяется в виде электромагнитных волн и распространяется в пространстве. При столкновении с другим телом она частично или полностью поглощается им, в результате чего снова превращается в тепловую энергию. Следовательно, излучение представляет собой не только передачу энергии, но и её преобразование из одной формы в другую. Именно это отличает тепловое излучение от теплопроводности и конвекции. Поэтому излучательная энергия может распространяться в вакууме без необходимости наличия какого-либо материала-посредника. Хотя тела могут передавать тепло посредством излучения, лишь при высоких температурах излучение становится основным способом передачи тепла.